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jeudi, juin 24, 2021

6 nouveaux matériaux qui changent la construction commerciale

Lorsque le ciment se fissure, c’est un problème beaucoup plus grave que les gens ne le pensent. L’esthétique est une chose, mais finalement, l’eau finira par se frayer un chemin dans la fissure et commencera à s’user au niveau du béton restant et des structures en acier incrustées pour plus de résistance. Dans un environnement qui devient froid, ce problème est aggravé par l’action de gel-dégel: l’eau dans la fissure se dilate à mesure qu’elle gèle, poussant chaque côté un peu plus loin, pour décongeler à nouveau et se déposer plus loin dans la fissure.

Mais que se passerait-il si le béton pouvait se guérir? Ou de l’asphalte, ou même du métal? Le monde pourrait économiser des milliards de dollars sur les seuls coûts de rénovation et de réparation, sans parler de la réduction des dommages causés à l’environnement.

À mesure que la recherche et le développement en science des matériaux progressent, de nouvelles façons de construire des bâtiments émergent. Certains trouveront inévitablement leur place dans de petites niches, d’autres pourraient s’avérer avoir une large applicabilité, mais ce qui est certain, c’est que les bâtiments de la prochaine décennie seront plus solides, plus respectueux de l’environnement et plus rentables que les bâtiments de la dernière.

Le  Bois massif

Les humains construisent avec du bois depuis qu’ils ont quitté les grottes pour la première fois, mais à l’époque moderne, des matériaux comme le ciment et l’acier l’ont presque supplanté pour les bâtiments de grande hauteur. Il y a une bonne raison à cela: le bois est généralement plus faible que les autres matériaux et il est vulnérable au feu.

À la suite de recherches fédérales sur des techniques de construction en bois plus avancées, cependant, le vieux chien de l’industrie de la construction obtient de nouvelles astuces. Le bois massif – dans lequel le bois massif est lambrissé et laminé pour une résistance accrue et d’autres propriétés utiles – aide les grands bâtiments en bois à réapparaître dans les villes d’Amérique.

La catégorie du bois massif comprend plusieurs types de bois lamellé-collé , notamment le bois lamellé-croisé et le bois lamellé-collé. Le bois lamellé-collé est composé de plusieurs morceaux de bois qui sont collés ensemble et est utile pour créer des poutres solides. Le bois lamellé-croisé est composé de morceaux de bois empilés dans des directions alternées et fait de grands panneaux qui peuvent supporter beaucoup de poids.

Les deux types de bois sont étonnamment résistants au feu . Les couches extérieures créent un charbon lorsqu’elles sont brûlées, ce qui aide à isoler le reste du bois. Lors d’essais au feu, ils ont démontré leur capacité à maintenir leur intégrité structurelle.

Le bois massif favorise la capture du carbone à mesure que les arbres poussent et sa séquestration ultérieure dans les bâtiments. Avec des techniques de foresterie durable, 14 à 31 pour cent des émissions mondiales pourraient être évitées en remplaçant les matériaux utilisés dans les bâtiments et les ponts par du bois.

Matériaux auto-cicatrisants

Les développements récents du ciment auto-cicatrisant sont également intéressants. Comme nous l’avons mentionné ci-dessus, même une petite fissure dans une structure en béton peut devenir un problème beaucoup plus important et plus coûteux. Les scientifiques des matériaux ont récemment trouvé une nouvelle façon d’ utiliser des spores vivantes pour aider le béton à se réparer en cas de fissures!

La solution implique de petites capsules perméables à l’eau qui peuvent être mélangées dans du béton humide. Une fois que le béton durcit et sèche, les spores existent en animation suspendue – tout comme des paquets de levure sèche. Lorsqu’une fissure s’ouvre dans le béton et se remplit d’eau, elle commence à se développer et à produire de la calcite, une forme cristalline de carbonate de calcium que l’on trouve dans le marbre et le calcaire. La calcite remplit les fissures du béton et durcit, empêchant la fissure de s’élargir.

Le béton auto-cicatrisant pourrait aider les bâtiments, tunnels, ponts et autres structures à durer plus longtemps sans réparations ni remplacements importants. L’argent qui serait économisé à long terme est difficile à calculer, tout comme la réduction des émissions de carbone. Cela dit, les coûts sont actuellement beaucoup plus élevés que pour le béton ordinaire, et s’ils ne diminuent pas, cela ne peut être une option que pour les projets qui doivent durer longtemps.

Briques d’épuration d’air

La qualité de l’air intérieur (QAI) devient une préoccupation de plus en plus importante pour l’immobilier commercial à mesure que nous acquérons une meilleure compréhension de la façon dont les environnements bâtis affectent la santé de ceux qui y vivent et y travaillent. Les moyens d’améliorer la QAI ne manquent pas, mais la plupart d’entre eux nécessitent une utilisation d’énergie active pour filtrer l’air. Cette approche émet plus de carbone et d’autres polluants dans l’air à long terme.

Carmen Trudell, professeure adjointe à l’école d’architecture de Cal Poly San Luis Obispo et fondatrice de Both Landscape and Architecture, a inventé un système passif qui utilise les briques à l’extérieur du bâtiment pour filtrer les particules les plus lourdes dans l’air. entre dans l’espace. Les briques de béton canalisent l’air dans une section de filtration cyclonique interne qui sépare les éléments lourds et les dépose dans une trémie à la base du mur. De l’air propre est ensuite aspiré dans le bâtiment, mécaniquement ou passivement, et la maintenance peut simplement retirer et vider la trémie périodiquement.

Lors des tests, le système a éliminé environ un tiers des particules fines et 100% des particules grossières. Mieux encore, le système de Trudell est peu coûteux par rapport aux options alternatives, et elle envisage de les utiliser dans les pays en développement.

Tiges de toron

Au Japon, où les tremblements de terre sont un fait malheureux de la vie, le Komatsu Seiten Fabric Laboratory a recouvert son siège social d’un composite de fibre de carbone thermoplastique qu’il appelle CABKOMA Strand Rod . Le composite est recouvert de fibres inorganiques et synthétiques et d’une finition en résine thermoplastique, utilisant la résistance à la traction pour créer le système de renforcement sismique le plus léger au monde.

Les tiges sont jusqu’à cinq fois plus légères que les fils métalliques de même résistance, ce qui en fait un motif étonnamment attrayant. Ils sont également assez efficaces – le bâtiment est bien supérieur aux exigences de performance conventionnelles pour le renforcement sismique.

Les tiges de torons trouveront-elles leur chemin dans (ou vraiment, sur) les bâtiments du monde entier? Cela reste à voir. Le site Web de l’entreprise ne fournit pas de détails sur le coût, qui est souvent le facteur décisif.

Céramique de refroidissement passif

La climatisation est un processus énergivore qui représente une part démesurée des émissions mondiales de carbone. Les méthodes de refroidissement passif sont utilisées depuis des siècles, mais la plupart sont inefficaces lorsqu’il fait très chaud à l’extérieur et que beaucoup sont en conflit avec le refroidissement artificiel plutôt que de le soutenir. Récemment, cependant, des étudiants de l’Institut d’architecture avancée du studio de construction intelligente de la matière numérique de Catalogne ont mis au point une façade composée d’un composite d’argile et d’hydrogel qui refroidit les bâtiments de la même manière que notre peau refroidit notre corps .

Nos corps transpirent pour nous rafraîchir. Lorsque notre peau est mouillée, la chaleur se transfère dans l’eau et les particules d’eau les plus chaudes s’évaporent, emportant la chaleur avec elles. Ce matériau fonctionne de la même manière. L’eau s’accumule dans les gouttelettes d’hydrogel qui sont incrustées dans le composite d’argile. Au fur et à mesure que le bâtiment se réchauffe, la chaleur est transférée à l’eau, puis perdue par évaporation. Cet effet se produit beaucoup plus rapidement lorsqu’il fait plus chaud, ce qui signifie que le système réagit également aux conditions de température. 

Les étudiants responsables du projet ont constaté qu’il pouvait produire une réduction de température allant jusqu’à 6,4 degrés centigrades en 20 minutes. Dans des conditions idéales, cela pourrait conduire à une réduction de l’utilisation de la climatisation de 28%, ce qui se traduirait par des économies significatives et une réduction des émissions de carbone.

Corbeille

Oui, poubelle. Les architectes et les constructeurs à la pointe du mouvement environnemental utilisent des matériaux recyclés comme la ferraille, le carton et même des bouteilles en plastique pour créer de nouveaux bâtiments avec une empreinte carbone plus petite.

Le carton recyclé, par exemple, est utilisé pour créer une isolation en cellulose de haute qualité qui surpasse l’isolation fabriquée avec des procédés traditionnels. L’isolation UltraCell utilise un procédé par voie humide, par opposition aux procédés à sec plus anciens qui entraînent une contamination et des produits poussiéreux.

Les bouteilles de soda et d’eau en plastique ont toujours été recyclées, mais en général, elles ne peuvent être utilisées pour créer de nouvelles bouteilles que quelques fois avant de devoir être éliminées. Au cours des dernières décennies, les bouteilles en plastique ont de plus en plus trouvé de nouvelles durées de vie plus longues sous la forme de tapis en PET (polyéthylène téréphtalate) . Le PET en bouteilles est idéal pour la fabrication de tapis souples et fibreux, et lorsqu’il atteint la fin de sa vie comme tapis, il peut être réutilisé dans les pièces automobiles, le rembourrage et l’isolation.

Sur Governors Island, à New York, un concours a été organisé récemment pour voir comment le design peut être utilisé pour résoudre les problèmes environnementaux. Le résultat était un mélange fascinant d’art et de design durable. L’équipe de cinq membres Aesop a mis cinq tonnes d’argile à sécher, ce qui a entraîné de grandes fissures organiques. Ceux-ci ont ensuite été remplis de canettes en aluminium fondu provenant d’un centre de recyclage local pour créer des panneaux de pavillon solides, légers et naturellement attrayants.

Alors que le gouvernement fédéral s’éloigne de son leadership sur les questions environnementales, les États, les entreprises privées et les consommateurs interviennent pour combler le vide. Attendez-vous à voir plus de nouveaux matériaux trouver leur place dans la construction à mesure qu’ils deviennent financièrement viables.

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